RU2772856C2 - Узел зуба экскаватора для крепления грунтозацепного элемента (варианты) и способ блокировки или разблокировки изнашиваемого элемента с помощью узла стопорного штифта - Google Patents

Abstract

Группа изобретений относится к узлу зуба экскаватора и способу блокировки и разблокировки изнашиваемого элемента с помощью узла стопорного штифта. Технический результат – усовершенствование соединительной конструкции. Узел стопорного штифта служит для крепления грунтозацепного элемента, имеющего по меньшей мере одно боковое отверстие, к опорной конструкции, выравниваемой с упомянутым по меньшей мере одним боковым отверстием. Узел стопорного штифта содержит: часть в виде корпуса, имеющую некруглый профиль и выполненную с возможностью без вращения выборочно проходить в опорную конструкцию, часть в виде вала, расположенную внутри части в виде корпуса и вращаемую между заблокированным положением и разблокированным положением, причем часть в виде вала имеет отверстие, выполненное в ней, кулачковый вал и радиально проходящий блокирующий элемент. Кулачковый вал выполнен с возможностью вращения, размещен внутри отверстия части в виде вала, причем кулачковый вал выполнен с возможностью взаимодействия с частью в виде вала для свободного вращения внутри части в виде вала в первом диапазоне движения и оказания вращательной силы на часть в виде вала во втором диапазоне движения. Радиально проходящий блокирующий элемент установлен на одной из части в виде вала и части в виде корпуса и выполнен с возможностью выборочного механического зацепления с другой из части в виде вала и части в виде корпуса для выборочного предотвращения вращения части в виде вала относительно части в виде корпуса. 4 н. и 19 з.п. ф-лы, 31 ил.

Description

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Настоящее изобретение относится в целом к узлу зуба экскаватора, включающему в себя узел стопорного штифта, который соединяет компоненты узла зуба экскаватора. Более точно, настоящее изобретение относится к узлу зуба экскаватора, закрепленному при помощи съемного узла стопорного штифта, обладающего усовершенствованной стопорной структурой в отношении препятствия вращению для предотвращения нежелательной разблокировки.

ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Установки для перемещения материала, такие как ковши для выемки грунта, оборудуемые на строительном, горном и прочем оборудовании для перемещения грунта, зачастую включают в себя сменные изнашиваемые части, такие как грунтозацепные зубья. Такие части зачастую с возможностью снятия поддерживаются большими основными конструкциями, такими как ковши для выемки грунта, и вступают в абразивный, вызывающий износ контакт с грунтом или иными перемещаемыми материалами. Например, узлы зубьев экскаватора, установленные на землеройном оборудовании, таком как ковши для выемки грунта и т.д., как правило, содержат относительно массивную часть в виде переходника, которая подходящим образом прикреплена к переднему краю ковша. Часть в виде переходника, как правило, включает в себя проходящий вперед нос уменьшенного поперечного сечения. Съемная вершина зуба, как правило, включает в себя отверстие, которое с возможностью разъединения принимает нос переходника. Для удержания вершины зуба на носу переходника, как правило, выровненные поперечные отверстия формируются как на вершине зуба, так и носу переходника, и подходящая соединительная конструкция вводится и силой удерживается внутри выровненных отверстий так, чтобы с возможностью разъединения прикрепить съемную вершину зуба к ее смежному носу переходника.

Существует ряд различных типов традиционных соединительных конструкций. Один из типов соединительных конструкций, как правило, должен быть силой введен в выровненные отверстия в вершине зуба и носу переходника при помощи, например, кувалды. После этого, введенную соединительную конструкцию необходимо силой выбить из отверстий в вершине и носу для обеспечения возможности снятия изношенной части с носа переходника и ее замены. Такая традиционная необходимость во вбивании и последующем выбивании соединительной конструкции может с легкостью вызывать повышение угрозы безопасности для устанавливающего и снимающего персонала.

Различные альтернативы вбиваемым соединительным конструкциям были предложены ранее с тем, чтобы обеспечить возможность съемного удержания сменной вершины зуба на носу переходника. Такие решения были предложены, в частности, в документах US 4,761,900 и US 2015/113839 (публикация более ранней заявки заявителя, которая принята в качестве наиболее близкого аналога). Несмотря на то, что такие альтернативные соединительные конструкции в соответствии с пожеланиями устраняют необходимость во вбивании и выбивании соединительной конструкции в и с носа переходника, они, как правило, имеют ряд других типов проблем, ограничений и недостатков, включая, но не ограничиваясь, сложность конструкции и использования, нежелательно высокую стоимость, и необходимость в удалении соединительной конструкции до снятия или установки сменной вершины зуба.

Некоторые типы соединительных конструкций выполнены с возможностью вращения между заблокированным положением и разблокированным положением. Однако непрерывные вибрации, высокие ударные и циклические нагрузки на вершину зуба могут привести к нежелательному повороту соединительной конструкции из заблокированного положения в разблокированное положение. Это может вызвать чрезмерные износ интерфейсной поверхности соединительной конструкции и вершины зуба, и может оказать отрицательное влияние на срок службы как соединительной конструкции, так и вершины зуба.

Соответственно, существует необходимость в усовершенствованной соединительной конструкции.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В соответствии с одним иллюстративным объектом, настоящее изобретение относится к узлу стопорного штифта для прикрепления грунтозацепного элемента, имеющего боковые отверстия, к опорной конструкции, выровненной с боковыми отверстиями. Узел стопорного штифта может включать в себя часть в виде корпуса, имеющий некруглый профиль и выполненный так, чтобы без вращения, выборочно проходить в опорную конструкцию. Он может также включать в себя часть в виде вала, расположенный внутри части в виде корпуса с возможностью вращения между первым положением, которое механически препятствует снятию грунтозацепного элемента, с опорной конструкции, и вторым положением, которое обеспечивает возможность снятия грунтозацепного элемента, с опорной конструкции. Часть в виде вала может включать в себя отверстие, выполненное в нем. Кулачковый вал может быть с возможностью вращения расположен внутри отверстия части в виде вала. Кулачковый вал может быть выполнен с возможностью взаимодействия с частью в виде вала для вращения внутри части в виде вала в первом диапазоне движения, и для оказания вращательной силы на часть в виде вала во втором диапазоне движения. Узел стопорного штифта может включать в себя радиально проходящий блокирующий элемент, поддерживаемый одним элементом из части в виде вала и части в виде корпуса. Он может быть выполнен с возможностью выборочного механического зацепления с другим элементом из части в виде вала и части в виде корпуса для выборочного предотвращения вращения части в виде вала относительно части в виде корпуса.

Блокирующий элемент может включать в себя блокирующий участок и участок, взаимодействующий с кулачком. Согласно некоторым объектам, участок, взаимодействующий с кулачком, выполнен с возможностью выборочного зацепления с кулачковым валом. Узел стопорного штифта может включать в себя смещающий элемент, поддерживаемый частью в виде вала. Смещающий элемент может смещать блокирующий элемент до положения, в котором он механически зацепляется с частью в виде корпуса. Согласно некоторым объектам, кулачковый вал выполнен с возможностью вращения вокруг оси, по существу параллельной оси части в виде вала. Кулачковый вал может взаимодействовать с блокирующим элементом против силы, прилагаемой смещающим элементом, для радиального смещения блокирующего элемента. Согласно некоторым объектам, часть в виде вала может включать в себя паз, выполненный в нем, и часть в виде корпуса может быть оборудован элементом для остановки вращения. Элемент для остановки вращения может механически зацепляться с участком паза для ограничения диапазона вращения части в виде вала относительно части в виде корпуса. Часть в виде корпуса может включать в себя внутреннюю поверхность с радиально проходящим отверстием в ней. Блокирующий элемент может быть выполнен с возможностью автоматического входа в радиально проходящее отверстие, когда блокирующий элемент выровнен с радиально проходящим отверстием. Кулачковый вал может включать в себя паз, выполненный в нем, и часть в виде вала может быть оснащен элементом для остановки вращения. Элемент для остановки вращения может механически зацепляться с участком паза для ограничения диапазона вращения кулачкового вала относительно части в виде вала. Кулачковый вал может передавать полученный крутящий момент на часть в виде вала только после того, как кулачковый вал достигнет предела вращения. Согласно некоторым объектам, паз кулачкового вала представляет собой частично окружной паз, имеющий концевые участки, и элемент для остановки вращения может быть зафиксирован на месте относительно части в виде вала и может выборочно зацепляться с концевыми участками для предотвращения вращения кулачкового вала относительно части в виде вала при превышении диапазона вращения. Согласно некоторым объектам, концевые участки паза обеспечивают кулачковому валу возможность вращения примерно на 120 градусов относительно части в виде вала.

В соответствии с некоторыми иллюстративными объектами, настоящее изобретение относится к способам блокировки изнашиваемого элемента или снятия изнашиваемого элемента с переходника, присоединенного к землеройному оборудованию, с помощью узла стопорного штифта. Данный способ может включать в себя вращение кулачкового вала относительно части в виде вала в первом направлении в первом диапазоне движения до тех пор, пока кулачковый вал не зацепится со стопорным элементом на части в виде вала, и вращение кулачкового вала во втором диапазоне движения до тех пор, пока блокирующий элемент, выполненный на одном элементе из части в виде вала и части в виде корпуса не предотвратит дальнейшее вращение части в виде вала относительно части в виде корпуса в первом направлении и в противоположном втором направлении. Один элемент из части в виде вала и части в виде корпуса может препятствовать снятию изнашиваемого элемента с переходника.

Согласно некоторым объектам, способ может включать в себя помещение изнашиваемого элемента на элемент переходника землеройного оборудования таким образом, чтобы изнашиваемый элемент проходил по выступающим язычкам части в виде вала. Выступающие язычки могут быть перемещены вместе с частью в виде вала из первого положения, в котором изнашиваемый элемент может проходить по выступающим язычкам, до второго положения, которое механически препятствует снятию изнашиваемого элемента с переходника. Способ может также включать в себя вращение части в виде вала относительно части в виде корпуса во втором направлении путем продолжения вращения кулачного вала до тех пор, пока часть в виде вала не будет расположен так, чтобы обеспечить возможность снятия изнашиваемого элемента с переходника. Согласно некоторым объектам, вращение кулачкового вала относительно части в виде вала во втором направлении до тех пор, пока кулачковый вал не сместит блокирующий элемент, может включать в себя сжатие смещающего элемента, который смещает блокирующий элемент к заблокированному положению. Согласно некоторым объектам, вращение кулачкового вала относительно части в виде вала включает в себя вращение кулачкового вала в диапазоне движения от 1 до 180 градусов, и вращение части в виде вала относительно части в виде корпуса включает в себя вращение части в виде вала в диапазоне движение от 90 до 300 градусов.

В соответствии с другим иллюстративным объектом, настоящее изобретение относится к узлу стопорного штифта, который включает в себя первый часть в виде вала, выполненный с возможностью вращения между первым положением, которое механически препятствует снятию грунтозацепного элемента, с опорной конструкции, и вторым положением, обеспечивающим возможность снятия грунтозацепного элемента, с опорной конструкции. Первый часть в виде вала может иметь отверстие, выполненное в нем. Второй часть в виде вала может быть с возможность вращения расположен внутри отверстия первого части в виде вала, и может вращаться относительно первого части в виде вала. Второй часть в виде вала может быть выполнен с возможностью взаимодействия с первой частью в виде вала для вращения внутри первого части в виде вала в первом диапазоне движения, и для оказания вращательной силы на первый часть в виде вала во втором диапазоне движения. Радиально проходящий блокирующий элемент может быть выполнен на одном элементе из первого части в виде вала и второго части в виде вала, и быть выполнен с возможностью выборочного радиального выступания и отведения для выборочного предотвращения вращения одного элемента из первого части в виде вала и второго части в виде вала относительно грунтозацепного элемента.

В соответствии с некоторым объектами, блокирующий элемент может включать в себя блокирующий участок и участок, взаимодействующий с кулачком. Узел стопорного штифта может включать в себя кулачок. Участок, взаимодействующий с кулачком, может быть выполнен с возможностью выборочного зацепления с кулачком для отведения блокирующего элемента. Согласно некоторым объектам, узел стопорного штифта может включать в себя смещающий элемент, выполненный на одном элементе из первого части в виде вала и второго части в виде вала. Смещающий элемент может смещать блокирующий элемент к положению, которое механически препятствует вращению одного элемента из первого части в виде вала и второго части в виде вала относительно грунтозацепного элемента

Должно быть понятно, что как вышеуказанное общее описание, так и следующие чертежи и подробное описания являются иллюстративными и поясняющими сами по себе, и предназначены для обеспечения понимания настоящего изобретения, без ограничения пределов настоящего изобретения. В этой связи, дополнительные объекты, признаки и преимущества настоящего изобретения станут очевидны специалистам в данной области техники из нижеследующего.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Прилагаемые чертежи иллюстрируют варианты осуществления систем, устройств и способов, раскрытых здесь, и вместе с описанием служат для разъяснения принципов настоящего изобретения.

Фиг.1 изображает покомпонентный вид в перспективе узла зуба экскаватора, воплощающего принципы настоящего изобретения.

Фиг.2 изображает покомпонентный вид в перспективе примера узла стопорного штифта, воплощающего принципы настоящего изобретения.

Фиг.3 изображает вид в перспективе иллюстративного части в виде вала узла стопорного штифта с Фиг.2.

Фиг.4А изображает вид в перспективе узла стопорного штифта в разблокированном положении.

Фиг.4В изображает вид в перспективе узла стопорного штифта в заблокированном положении.

Фиг.5А изображает частично прозрачную вертикальную проекцию узла стопорного штифта в разблокированном положении.

Фиг.5В изображает вид в поперечном сечении вдоль линий 5В-5В на Фиг.5А по блокирующему элементу узла стопорного штифта в разблокированном положении.

Фиг.5С изображает вид в поперечном сечении вдоль линий 5С-5С на Фиг.5А по элементу для остановки вращения вала, узла стопорного штифта в разблокированном положении.

Фиг.5D изображает вид в поперечном сечении вдоль линий 5D-5D на Фиг.5А по элементу для остановки вращения кулачка, узла стопорного штифта, в разблокированном положении.

Фиг.5Е изображает вертикальную проекцию в поперечном сечении узла стопорного штифта в разблокированном положении.

Фиг.6А изображает частично прозрачную вертикальную проекцию узла стопорного штифта в заблокированном положении.

Фиг.6В изображает вид в поперечном сечении вдоль линий 6И-6И на Фиг.6а по блокирующему элементу узла стопорного штифта в заблокированном положении.

Фиг.6С изображает вид в поперечном сечении вдоль линий 6С-6С на Фиг.6А по элементу для остановки вращения вала, узла стопорного штифта в заблокированном положении.

Фиг.6D изображает вид в поперечном сечении вдоль линий 6D-6D на Фиг.6А по элементу для остановки вращения кулачка, узла стопорного штифта в заблокированном положении.

Фиг.6Е изображает вертикальную проекцию в частичном поперечном сечении узла стопорного штифта в заблокированном положении.

Фиг.7А изображает вид в перспективе узла зуба экскаватора с узлом стопорного штифта, где переходник показан в разблокированном положении для приема изнашиваемого элемента.

Фиг.7В изображает изнашиваемый элемент, соединенный с переходником, когда узел стопорного штифта находится в разблокированном положении, и изображает перемещение, необходимое для перехода узла стопорного штифта из разблокированного положения в заблокированное положение.

Фиг.7С изображает изнашиваемый элемент, установленный на переходник, когда узел стопорного штифта находится в заблокированном положении.

Фиг.7D изображает изнашиваемый элемент, установленный на переходник, при этом узел стопорного штифта находится в заблокированном положении, и перемещение, требуемое для перехода узла стопорного штифта из заблокированного положения в разблокированное положение.

Фиг.7Е изображает изнашиваемый элемент, установленный на переходник, когда узел стопорного штифта находится в разблокированном положении.

Фиг.8А изображает вид в перспективе узла стопорного штифта в разблокированном положении.

Фиг.8В изображает вид в перспективе узла стопорного штифта в заблокированном положении.

Фиг.9А изображает вид в поперечном сечении, подобный виду, показанному на Фиг.5В, по блокирующему элементу узла стопорного штифта в разблокированном положении.

Фиг.9В изображает вид в поперечном сечении, подобный виду, показанному на Фиг.5С, по элементу для остановки вращения вала, узла стопорного штифта, в разблокированном положении.

Фиг.9С изображает вид в поперечном сечении, подобный виду, показанному на Фиг.5D, по элементу для остановки вращения кулачка, узла стопорного штифта, в разблокированном положении.

Фиг.10А изображает вид в поперечном сечении, подобный виду, показанному на Фиг.6В, по блокирующему элементу узла стопорного штифта в заблокированном положении.

Фиг.10В изображает вид в поперечном сечении, подобный виду, показанному на Фиг.6С, по элементу для остановки вращения вала, узла стопорного штифта в заблокированном положении.

Фиг.11А изображает вид в перспективе узла зуба экскаватора с узлом стопорного штифта, на котором переходник занимает разблокированное положение для приема изнашиваемого элемента.

Фиг.11В изображает изнашиваемый элемент, установленный на переходник узла стопорного штифта, в разблокированном положении, и показывает движение, необходимое для перехода узла стопорного штифта из разблокированного положения в заблокированное положение.

Фиг.11С изображает изнашиваемый элемент, установленный на переходник, при этом узел стопорного штифта находится в заблокированном положении.

Данные Фигуры станут более понятны со ссылкой на следующее подробное описание.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ

В целях облегчения понимания принципов настоящего изобретения, далее будет сделана ссылка на варианты осуществления, показанные на чертежах, и специальная терминология будет использована для их описания. Тем не менее, должно быть понятно, что не предполагается какого-либо ограничения сущности изобретения. Любые изменения и дополнительные модификации описанных устройств, инструментов, способов, и любые дополнительные применения принципов настоящего изобретения полностью предусмотрены, что должно быть понятно специалистам в области техники, к которой относится изобретение. Кроме того, в настоящем описании описаны некоторые элементы или признаки подробно в отношении одного или нескольких вариантов осуществления или Фигур. при этом такие же элементы или признаки появляются на следующих фигурах, без высокой степени детализации. Полностью предусмотрено, что признаки, компоненты и/или этапы, описанные в отношении одного или нескольких вариантов осуществления или Фигур, могут быть объединены с признаками, компонентами и/или этапами, описанными в отношении других вариантов осуществления или Фигур настоящего описания. В целях упрощения, в некоторых примерах одинаковые или подобные ссылочные позиции используются на чертежах для указания на одинаковые или подобные части.

Настоящее изобретение относится к узлу зуба экскаватора, включающему в себя узел стопорного штифта, выполненный с возможностью статичного и съемного крепления переходника к изнашиваемому элементу, такому, как зуб экскаватора. Узел стопорного штифта включает в себя радиально перемещаемый блокирующий элемент, который механически препятствует нежелательному выходу узла стопорного штифта из заблокированного положения в разблокированное положение. Узел стопорного штифта может выдвигать или отводить радиально перемещаемый блокирующий элемент при помощи кулачкового элемента. Кроме того, узел стопорного штифта выполнен с возможностью перемещения между заблокированным положением и разблокированным положением при помощи двухступенчатого процесса вращения. Двухступенчатый процесс вращения может включать в себя вращение первого элемента, такого как кулачковый вал, который воздействует на радиально перемещаемый блокирующий элемент и может включать в себя зацепление и вращение второго элемента, такого как часть в виде вала, когда первый элемент достигает предела вращения.

Поскольку в узле стопорного штифта применяется механическое взаимодействие для предотвращения нежелательного вращения компонентов узла стопорного штифта, узел стопорного штифта может быть выполнен с возможностью выдерживать вибрации, сильные ударные и циклические нагрузки, при этом минимизируя возможность нежелательной разблокировки. Кроме того, некоторые варианты осуществления узла стопорного штифта могут обеспечивать возможность испускания слышимого шума, такого как щелчок, когда узел стопорного штифта достигает заблокированного положения. Благодаря этому, пользователи, например, операторы машин, могут получить новые изнашиваемые элементы, которые проще и быстрее устанавливать, а также замена старых изнашиваемых элементов может быть осуществлена при помощи традиционных соединительных шпилек.

Фиг.1 изображает иллюстративное варианты выполнения узла 100 зуба экскаватора, включающего в себя опорную конструкцию, представленную в форме переходника 102, изнашиваемый элемент, представленный в форме сменной вершины 104 зуба, и узел 106 стопорного штифта. Узел 100 зуба экскаватора может найти особое применение на землеройном оборудовании. Например, узел 100 зуба экскаватора может быть применен в строительстве, горных работах, бурении и в других отраслях. Переходник 102 имеет задний участок 110 основания, от которого вперед проходит участок 112 носа, участок 112 носа имеет горизонтально вытянутое эллиптическое поперечное сечение по своей длине, и имеет некруглое поперечное соединительное отверстие 114, проходящее горизонтально сквозь него между вертикальными сторонами участка 112 носа. Здесь, соединительное отверстие 114 представляет собой каплевидный овал, задний участок 116 которого сформирован аркой, имеющей относительно большой радиус, и передний участок 118 которого сформирован аркой, имеющей относительно малый радиус. Несмотря на показанную овальную форму, могут быть использованы другие некруглые формы.

Сменная вершина 104 зуба имеет передний конец 120, задний конец 124, через который вперед проходит гнездо 126 для приема носа, и горизонтально противоположные пару горизонтальных вытянутых эллиптических соединительных отверстий 128, проходящих внутрь через утолщенные внешние участки бобышек 130 внутрь гнезда 126. Внутренняя поверхность гнезда 126 имеет конфигурацию, по существу сопрягающуюся с внешней поверхностью участка 112 носа переходника. Горизонтально противоположные пара по существу прямоугольных пазов 132 выполнены на участках поверхности внутренней вертикальной боковой стенки вершины 104 зуба и проходят вперед через задний конец 124 вершины 104 зуба. Как станет ясно из нижеприведенного описания, каждый из этих пазов 132 имеет высоту, меньшую, чем высоты соединительных отверстий 128, и, в показанном иллюстративном варианте осуществления, спереди заканчиваются на донном участке одного из таких соединительных отверстий 128. Таким образом, каждый паз 132 может иметь передний участок или участок внутреннего конца, который определен боковой поверхностью смежного соединительного отверстия 128. Этот передний участок или участок внутреннего конца каждого паза 132 может быть увеличенным относительно заднего участка или участка наружного конца паза 132 в направлении, параллельно внутренней боковой поверхности боковой стенки вершины зуба, в которой выполнен паз 132.

Узел 106 стопорного штифта имеет такой размер и форму, чтобы помещаться внутрь соединительного отверстия 114 переходника 102. Как описано здесь, узел 106 стопорной шпильки может с возможностью отсоединения закреплять вершину 104 зуба на мете на переходнике 102. Кроме того, узел 106 стопорного штифта может переводиться из разблокированного положения в заблокированное положение. В разблокированном положении, вершина 104 зуба может быть введена поверх узла стопорного штифта и участка носа 112 переходника 102. Когда вершина 104 зуба надлежащим образом размещена на переходнике 102, узел стопорного штифта 106 может быть переведен из разблокированного положения в заблокированное положение. В заблокированном положении, узел 106 стопорного штифта может предотвратить снятие вершины 104 зуба с переходника 102 путем механической блокировки вершины 104 зуба. При желании, пользователь, например, оператор, может переводить узел стопорного штифта 106 из заблокированного положения в разблокированное положение. Это может обеспечить пользователю возможность снятия вершины 104 зуба с переходника 102.

Узел 106 стопорного штифта включает в себя, помимо прочих компонентов, часть в виде корпуса 140 и часть в виде вала 142. Часть в виде корпуса 140 имеет некруглую конфигурацию внешней поверхность, которая, в данном иллюстративном варианте осуществления, соответствует форме соединительного отверстия 114 в переходнике 102. Соответственно, часть в виде корпуса 140 имеет каплевидную овальную форму, включающую в себя задний участок 160, имеющий больший радиус, и передний участок 162, имеющий меньший радиус. В данном иллюстративном варианте осуществления, часть в виде корпуса 140 имеет такой размер и форму, чтобы с зазором помещаться внутрь соединительного отверстия 114, в то же время, предотвращая вращение части в виде корпуса 140 относительно переходника 102. Часть в виде вала 142 расположена внутри части в виде корпуса 140 и может выступать от его противоположных концов. Часть в виде вала 142 может быть повернута для перевода узла 106 стопорного штифта из разблокированного положения в заблокированное положение и обратно.

Часть в виде корпуса 140, часть в виде вала 142 и другие компоненты узла 106 стопорного штифта лучше видны на покомпонентном виде с Фиг.2. Узел 106 стопорного штифта может включать в себя часть в виде корпуса 140, часть в виде вала 142, элемент 144 для остановки вращения вала, блокирующий элемент 146, смещающий элемент 148, обратный стопор 150, кулачковый вал 152, элемент 154 для остановки вращения кулачка, и пробку 156.

Часть в виде корпуса 140 имеет такой размер и конструкцию, чтобы механически взаимодействовать с соединительным отверстием 114 переходника 102, как показано со ссылкой на Фиг.1. Соответственно, как описано выше, часть в виде корпуса 140 имеет некруглый периферический профиль или форму, которая препятствует вращению части в виде корпуса 140 относительно переходника 102. В данном иллюстративном варианте выполнения - овальной формы, часть в виде корпуса 140 имеет главную ось 161, проходящую через центральные точки, определенные радиусом заднего участка 160 и переднего участка 162. Часть в виде корпуса 140 включает в себя основное отверстие 164, проходящее от одной стороны до другой, отверстие 166 для стопорного элемента и блокировочное отверстие 168. В данном варианте осуществления, главное отверстие 164 представляет собой сквозное отверстие с продольной осью 165. Отверстие 166 для стопорного элемента и блокировочное отверстие 168 каждое пересекают главное отверстие 164. Отверстие 166 для стопорного элемента может иметь такой размер и форму, чтобы принимать элемент 144 для остановки вращения вала. Отверстие 166 для стопорного элемента может, в некоторых варианты осуществлениях, представлять собой сквозное отверстие. В других варианты осуществлениях, отверстие 166 для стопорного элемента проходит лишь частично сквозь часть в виде корпуса 140.

Блокировочное отверстие 168 также может проходить сквозь, а может и не проходить сквозь часть в виде корпуса 140. В примере согласно Фиг.2, блокировочное отверстие 168 выполнено по существу параллельно главной оси 161. Однако в других вариантах осуществлениях, блокировочное отверстие 168 может быть выполнено под любым углом относительно главной оси 161. Вид блокировочного отверстия 168 в поперечном сечении можно видеть на Фиг.5В и 6В. Блокировочное отверстие проходит сквозь структуру части в виде корпуса 140, и удерживает блокирующий элемент 146 для предотвращения вращения части в виде вала 142, когда узел 106 стопорного штифта находится в заблокированном положении. В показанном иллюстративном варианте осуществления, часть в виде корпуса 140 включает в себя пазы 172, выполненные в нем, вблизи каждого конца для приема уплотнительных колец 174. Уплотнительные кольца 174 могут препятствовать попаданию нежелательного материала в главное отверстие 164 части в виде корпуса 140, когда часть в виде вала 142 помещена в него с возможностью вращения.

Часть в виде вала 142 имеет такой размер и конфигурацию, чтобы помещаться внутрь главного отверстия 164 части в виде корпуса 140. В данном варианте осуществления, часть в виде вала 142 помещается с зазором так, чтобы обеспечить возможность вращения вокруг продольной оси 165 главного отверстия 164. Часть в виде вала 142 имеет наружную поверхность 180 цилиндрической формы, концевые язычки 182, и главное отверстие 184 вала. Наружная поверхность 180, в данном варианте осуществления, имеет по существу цилиндрическую форму, так что часть в виде вала 142 может вращаться в главном отверстии 164 части в виде корпуса 140.

Наружная поверхность 180 включает в себя проходящий по окружности блокировочный паз 186, выполненный на ней на продольном центральном участке части в виде вала 142. Здесь, блокировочный паз 186 проходит лишь частично вокруг окружности части в виде вала 142. В данном варианте осуществления, блокировочный паз 186 может проходить по арке в диапазоне от 120° и 340°. Вид блокировочного паза 186 в поперечном сечении можно видеть на Фиг.5С. В некоторых варианты осуществлениях, блокировочный паз 186 может проходить по арке, простирающейся более, чем на 180 градусов. В некоторых из этих вариантах осуществления, блокировочный паз 186 может проходить по арке в диапазоне от 200° до 340°. В некоторых примерах, арка будет простираться на более чем 240°. Блокировочный паз 186 может взаимодействовать с элементом 144 для остановки вращения вала, для ограничения количества вращения, которое может возникнуть относительно части в виде корпуса 140. Блокировочный паз 186 может иметь ширину по существу такого размера, чтобы принимать элемент 144 для остановки вращения вала. В частности, концы 187 блокировочного паза 186 (лучше видно на Фиг.5С), могут быть использованы в качестве вращательных упоров для ограничения вращения части в виде вала 142 относительно части в виде корпуса 140 и элемента 144 для остановки вращения вала.

Концевые язычки 182 представляют собой выступы, расположенные на и проходящие от противоположных концов части в виде вала 142. Каждый концевой язычок 182 имеет аркообразную сбоку наружную боковую поверхность 188, являющуюся продолжение изогнутого участка боковой поверхности цилиндрической наружной поверхности 180, и противоположную, по существу плоскую сбоку внутреннюю боковую поверхность 190, которая проходит по существу по хорде части в виде вала 142. Каждый язычок 182 продольно заканчивается на плоской концевой поверхности 192 части в виде вала 142, при этом главное отверстие 184 вала проходит внутрь через участок каждой плоской концевой поверхности 192. В данном иллюстративном варианте осуществления, главное отверстие 183 вала слегка смещено вбок от продольной оси части в виде вала 142, который в данном варианте осуществления показан как коаксиальный с продольной осью 165. В других варианты осуществлениях, тем не менее, главное отверстие 184 вала выровнено с продольной осью 165 части в виде вала 142.

Часть в виде вала 142 может также включать в себя боковое отверстие 194 для стопорной шпильки, которое пересекает главное отверстие 184 вала. Отверстие 193 для стопорной шпильки показано на виде в поперечном сечении с Фиг.5В. Отверстие 194 для стопорной шпильки имеет такой размер и форму, чтобы принимать блокирующий элемент 146, смещающий элемент 148 и задний упор 150, и взаимодействовать с ними. Оно может проходить полностью сквозь часть в виде вала 142. На Фиг.5В отверстие 194 для стопорной шпильки включает в себя два участка, имеющих разные диаметры, при этом оба участка пересекаются с отверстием 184. Участки, указанные на Фиг.5В ссылками 194а и 194b, каждый имеет соответствующий размер для вмещения разных участков блокирующего элемента 146. В некоторых варианты осуществлениях, участок 194а отверстия для стопорной шпильки имеет по существу такую же ширину или диаметр, как и блокировочное отверстие 168. Открытый конец отверстия 194 для стопорной шпильки обеспечивает блокирующему элементу 146 возможность выборочно выступать в радиальном направлении из блокировочного отверстия 194, за наружную поверхность 180 части в виде вала 142, и в блокировочное отверстие 168, выполненное на части в виде корпуса 140. При такой протяженности, блокирующий элемент 146 предотвращает вращение части в виде вала 142 относительно части в виде корпуса 140.

Отверстие 143 стопорного элемента пересекает главное отверстие 184 вала. Отверстие 143 стопорного элемента может иметь такой размер и форму, чтобы принимать элемент 154 для остановки вращения кулачка. Отверстие 143 стопорного элемента может, в некоторых варианты осуществлениях, представлять собой сквозное отверстие. В других варианты осуществлениях, отверстие 143 стопорного элемента проходи лишь частично сквозь часть в виде вала 142.

Элемент 144 для остановки вращения вала, может иметь такой размер и фору, чтобы проходить сквозь отверстие 166 в стопорном элементе. Когда часть в виде вала 143 располагается внутри главного отверстия 164 части в виде корпуса 140, элемент 144 для остановки вращения вала, может быть выровнен так, чтобы помещать в блокировочный паз 186 и предотвращать осевое перемещение части в виде вала 142 относительно части в виде корпуса 140, в то же время, обеспечивая возможность ограниченного вращательного перемещения. Соответственно, элемент 144 для остановки вращения вала, может выполнять функцию предотвращения осевого перемещения, а также предотвращать вращение части в виде вала 142 за пределы, допускаемые концами частично окружного блокировочного паза 186.

Блокирующий элемент 146 включает в себя продольно проходящий цилиндрический участок 200, имеющий кулачковый фланец 202 и участок 204, взаимодействующий со смещающим элементом. Цилиндрический участок 200 может иметь ширину, которая в данном варианте осуществления представляет собой диаметр, имеющую такой размер, чтобы обеспечивать цилиндрическому элементу 200 возможность выступать из отверстия 194 стопорного штифта. В других варианты осуществлениях, цилиндрический участок 200 не имеет форму цилиндра, а может представлять собой любой тип блокирующего участка, и может иметь такую форму поперечного сечения, как квадратная или другая многоугольная форма. Кулачковый фланец 202 может иметь ширину или размер больший, чем диаметр первого участка 194а отверстия 194 стопорного штифта, как показано на Фиг.5В. Как является желательным здесь, кулачковый фланец 202 может взаимодействовать с кулачковым валом 152 для перемещения блокирующего элемента 146 радиально относительно части в виде вала 142. По существу, кулачковый фланец 202 может быть расположен внутри главного отверстия 184 вала и отверстия 194 стопорного штифта. Несмотря на то что он описан как фланец, кулачковый фланец 202 может представлять собой другой тип участка, взаимодействующего с кулачком. Например, он может представлять собой плечо, бобышку, выступ или другой часть в виде корпуса. Участок 204, взаимодействующий со смещающим элементом, может взаимодействовать со смещающим элементом 148.

Смещающий элемент 148 может смещать блокирующий элемент 146 к блокирующему положению, в котором цилиндрический участок 200 выступает из отверстия 194 стопорного штифта и проходит в блокировочное отверстие 168 части в виде корпуса 140. В данном иллюстративном варианте осуществления, смещающий элемент 148 представляет собой винтовую пружину. Тем не менее, также предусмотрены другие типы пружин или другие смещающие элементы. Обратный стопор 150 обеспечивает твердую поверхность, от которой смещающий элемент 148 может прилагать свою смещающую нагрузку. В данном варианте осуществления, обратный стопор 150 представляет собой нажимной винт, который может быть ввинчен в отверстие 194 стопорного штифта.

Кулачковый вал 152 показан на Фиг.2 и 3. Он имеет такой размер и конфигурацию, чтобы помещаться внутрь главного отверстия 184 вала. Кулачковый вал 152 выполнен с возможностью вращения относительно части в виде вала 142 и может вращаться пользователем для перевода узла 106 стопорного штифта из заблокированного состояния в разблокированное состояние, и наоборот. Кулачковый вал 152 включает в себя наружную поверхность 210, участок под инструмент 212 (Фиг.2), выполненный на одном конце, и кулачок 214, выполненный на противоположном конце. Упорное кольцо 153 или другой тип кольца может быть помещено внутрь паза в наружной поверхности 210 для удержания кулачкового вала в главном отверстии 184 вала. В данном варианте осуществления, участок под инструмент представляет собой шестиугольный участок под инструмент, предназначенный для приема шестиугольного инструмента, например, шестиугольного ключа. Как должно быть понятно специалистам в данной области техники, могут быть использованы другие участки под инструмент и другие инструменты.

Наружная поверхность 210 кулачкового вала 152 включает в себя блокировочный паз 216, который по окружности проходит вокруг кулачкового вала 152. Подобно блокировочному пазу 186 на части в виде вала 142, блокировочный паз 216 проходит лишь частично по окружности кулачкового вала 152. В данном варианте осуществления, блокировочный паз 216 может проходить по арке в диапазоне от 90 до 340°. В некоторых варианты осуществлениях, блокировочный паз 216 может проходить по арке в диапазоне от 90° до 180°. В некоторых примерах, арка проходит примерно на 120°. Блокировочный паз 216 может взаимодействовать с элементом 154 для остановки вращения кулачка, для ограничения количества вращения, которое может возникнуть относительно части в виде вала 142. Блокировочный паз 216 может иметь такой радиус или такой размер, чтобы принимать элемент 154 для остановки вращения кулачка. В частности, концы 218 блокировочного паза 216 могут быть использованы в качестве вращательных стопоров для ограничения вращения кулачкового вала 152 относительно части в виде вала 142 и элемента 154 для остановки вращения кулачка.

Участок 212 под инструмент имеет такой размер и конфигурацию, чтобы принимать рабочий инструмент (не показано), которым может оперировать пользователь. Рабочий инструмент может быть введен в шестиугольный участок 212 под инструмент, и повернут для вращения кулачкового вала 152 для перевода узла 106 стопорного штифта из заблокированного положения в разблокированное положение, и наоборот.

Кулачок 214 представляет собой выступ или бобышку, проходящую от конца кулачкового вала 152. Кулачок 214 смещен вбок относительно центральной линии кулачкового вала 152. Как будет описано ниже, кулачок 214 расположен и сконфигурирован так, чтобы взаимодействовать с кулачковым фланцем 202, для радиального перемещения блокирующего элемента 146 из заблокированного положения в разблокированное положение. Кроме того, кулачок 214 выполнен с возможностью вращения для обеспечения смещающему элементу 148 возможности перемещать блокирующий элемент 146 из разблокированного положения в заблокированное положение.

Элемент 154 для остановки вращения кулачка, может иметь такой размер и форму, чтобы проходить сквозь отверстие 143 стопорного элемента. Когда кулачковый вал 152 расположен внутри главного отверстия 184 вала на части в виде вала 142, элемент 154 для остановки вращения кулачка, может быть выровнен так, чтобы помещаться внутрь блокировочного паза 216 и предотвращать осевое перемещение кулачкового вала 154 относительно части в виде вала 142, в то же время, допуская ограниченное вращательное перемещение. Соответственно, элемент 154 для остановки вращения вала, может выполнять функцию предотвращения осевого перемещения, а также предотвращать вращение кулачкового вала 152 за пределы, допускаемые концами частично окружного блокировочного паза 216.

Пробка 156 предусмотрена для закрытия выхода блокировочного отверстия 68. Она может представлять собой нажимной винт, который вкручивается в конец блокировочного отверстия 168, или другой тип пробки. В одном варианте осуществления, она приклеена поверх выхода блокировочного отверстия 168 с помощью клея. Предусмотрены и другие методы присоединения.

Фиг.4А и 4В изображают узел 106 стопорного штифта в разблокированном положении и в заблокированном положении, соответственно. Как можно видеть, часть в виде вала 142 поворачивается, когда он находится в заблокированном положении, относительно части в виде корпуса 140. Это вращение смещает концевые язычки 182 из положения, в котором язычки имеют минимальную вертикальную толщину Т1, к положению, в котором концевые язычки имеет намного большую вертикальную толщину Т2. Со ссылкой на Фиг.1, в разблокированном положении, концевые язычки 182 имеют возможность проходить сквозь паз 132 в вершине зуба 104 до тех пор, пока не поравняются с соединительными отверстиями 128. После поворота до заблокированного положения, вертикальные язычки механически зацепляются с конструкцией вершины зуба 104 и предотвращают ее снятие с переходника 102. В показанном варианте осуществления, указательные индикаторы 185 сформированы, отмечены, насечены или иным образом выполнены как на части в виде корпуса 140, так и на концах части в виде вала 142. Когда указательные индикаторы 185 выровнены, как показано на Фиг.4В, узел 106 стопорного штифта может занимать заблокированное положение. Когда указательные индикаторы 185 не выровнены, как показано на Фиг.4А, узел 106 стопорного штифта может не занимать заблокированное положение. Это может обеспечить пользователю визуальную индикацию того, когда узел 106 стопорного штифта занимает надлежащее заблокированное положение.

На Фиг.5А-5Е показан узел 106 стопорного штифта в разблокированном положении. На Фиг.6А-6Е показан узел 106 стопорного штифта в заблокированном положении. На Фиг.5А показана вертикальная проекция узла 106 стопорного штифта в разблокированном положении, при этом часть в виде корпуса и часть в виде вала обозначены пунктиром с тем, чтобы более четко показать остальные компоненты. На Фиг.5в-5Е показан узел стопорного штифта в разных видах в поперечном сечении со сплошными линиями. На Фиг.5В показано поперечное сечение вдоль линий 5В-5В на Фиг.5А по блокирующему элементу 146. На Фиг.5С показано поперечное сечение вдоль линий 5С-5С на Фиг.5А по элементу 144 для остановки вращения вала, и блокировочному пазу 186. На Фиг.5D показано поперечное сечение вдоль линий 5D-5D на Фиг.5А по элементу 154 для остановки вращения кулачка, и блокировочному пазу 216. На Фиг.5Е показано частичное поперечное сечение, выполненное по оси только по части в виде корпуса 140 и части в виде вала 142 узла 106 стопорного штифта.

Со ссылкой на Фиг.5А-5Е, в разблокированном положении, часть в виде вала 142 может вращаться до стопорного упора в одном направлении, но может вращаться и в другом направлении. Это можно лучше видно на Фиг.5С. На Фиг.5С показано поперечное сечение по части в виде вала 142 и по элементу 144 для остановки вращения вала. В показанном иллюстративном варианте осуществления, блокировочный паз 186 проходит лишь частично по окружности части в виде вала 142. Соответственно, когда элемент 144 для остановки вращения вала, находится в блокировочном пазе 186, количество вращения части в виде вала 142 ограничено. Здесь, концы 187 паза 186 упираются об элемент 144 для остановки вращения вала, и предотвращают дальнейшее вращение.

На Фиг.5В блокирующий элемент 146 расположен полностью внутрь отверстия 194 стопорного штифта. Как можно видеть, отверстие 194 стопорного штифта включает в себя участок 194а меньшего диаметра, имеющий выход, обращенный к внутренней стенке главного отверстия 164 части в виде корпуса 140. В некоторых вариантах осуществления, внутренняя стенка включает в себя углубление, в которое может выступать блокирующий элемент 146 для формирования упорного тактильного ощущения у пользователя. Кулачок 214 кулачкового вала 152 расположен в главном отверстии 184 вала и контактирует с кулачковым фланцем 202. В разблокированном положении, блокирующий элемент 146 отведен кулачком 214 против действия смещающего элемента 148. Здесь, смещающий элемент 148 представляет собой винтовую пружину, сжатую между обратным стопором 150 и участком 204, взаимодействующим со смещающим элементом.

Как можно видеть на Фиг.5D, поворот кулачкового вала 152 относительно части в виде корпуса 142 ограничен таким же образом, как описано в отношении блокировочного паза 186 и элемента 144 для остановки вращения вала. Кулачковый вал 152 включает в себя блокировочный паз 216, и элемент 154 для остановки вращения кулачка, проходит сквозь блокировочное отверстие 143 и в блокировочный паз 216. Таким образом, кулачковый вал 152 может быть ограничен в своем вращении менее чем 360° при помощи блокировочного паза 216, проходящего меньше чем на полную окружность кулачкового вала 152. Концы 218 блокировочного паза 216 входят в контакт с элементом 154 для остановки вращения кулачка, для ограничения диапазона движения.

На Фиг.5Е показан вид в частичном поперечном сечении узла 106 стопорного штифта. В данном иллюстративном варианте осуществления, часть в виде корпуса 140 и часть в виде вала 142 показаны в поперечном сечении. Соответственно, взаимодействие между блокировочным пазом 186 и элементом 144 для остановки вращения вала, и между блокировочным пазом 216 для кулачка и элементом 154 для остановки вращения кулачка, показано более подробно. Кроме того, показано расположение кулачка 214 относительно кулачкового фланца 202.

Как указано выше, на Фиг.6А-6Е показан узел 106 стопорного штифта в заблокированном положении. На Фиг.6А показана вертикальная проекция узла 106 стопорного штифта в заблокированном положении, при этом часть в виде корпуса и часть в виде вала обозначены пунктиром для более ясного изображения прочих компонентов. На Фиг.6В-6Е показан сбоку стопорного штифта в разных видах в поперечном сечении. На Фиг.6В показан вид в поперечном сечении вдоль линий 6В-6В по блокирующему элементу 146. На Фиг.6С показан вид в поперечном сечении вдоль линий 6С-6С на Фиг.6А по элементу 144 для остановки вращения вала, и блокировочному пазу 186. На Фиг.6D показан вид в поперечном сечении вдоль линий 6D-6D на Фиг.6А по элементу 154 для остановки вращения кулачка, и блокировочному пазу 216. На Фиг.6Е показано частичное поперечное сечение по оси только по части в виде корпуса 140 и части в виде вала 142 узла 106 стопорного штифта.

Со ссылкой на Фиг.6А-6Е, в заблокированном положении, часть в виде вала 142 был повернут до тех пор, пока блокировочный элемент 146 не стал выступать в блокировочное отверстие 168 части 140 и не предотвратил дальнейшее вращение в любом из противоположных направлений.

На Фиг.6В часть в виде вала 142 повернута из положения, показанного на Фиг.5В, до тех пор, пока блокирующий элемент 146 не выровнялся с блокировочным отверстием 168 части в виде корпуса 140. Помимо по существу полного размещения внутрь отверстия 194 стопорного штифта, при таком выравнивании, кулачок 214 перемещается вдаль от кулачкового фланца 202, и смещающий элемент воздействует на блокирующий элемент 146 так, чтобы сместить цилиндрический участок 200 из отверстия 194 стопорного штифта и в блокировочное отверстие 168.

Следует отметить, что блокирующий элемент 146 также имеет другое положение относительно кулачка 214 кулачкового вала 152. В данном положении, кулачок 214 не выполняет функцию удерживания блокирующего элемента 146 внутри отверстия 194 стопорного штифта. Наоборот, кулачок 214 поворачивается и выходит из зацепления с кулачковым фланцем 202. По существу, смещающий элемент 148 выполняет функцию смещения блокирующего элемента 146 из отверстия 194 стопорного штифта и в блокировочное отверстие 168 части в виде корпуса 140. Когда блокирующий элемент проходит в блокировочное отверстие 168, нежелательное перемещение или вращение части в виде вала 142 в любом направлении вращения предотвращается. В некоторых варианты осуществлениях, кулачковый фланец 202 может осуществить повторное зацепление, когда блокирующий элемент выходит радиально наружу в заблокированное положение.

Как можно видеть на Фиг.6D, угол вращения кулачкового вала 152 относительно части в виде вала 142 ограничен таким же образом, как описано в отношении блокировочного паза 186 и элемента 144 для остановки вращения вала. Кулачковый вал 152 включает в себя блокировочный паз 216, и элемент 154 для остановки вращения кулачка, расположен внутри блокировочного паза 216. Кулачковый вал 152, таким образом, может быть ограничен во вращении менее чем 360° при помощи блокировочного паза 216, проходящего менее чем полностью вокруг кулачкового вала 152. На Фиг.6Е показано частичное поперечное сечение узла 106 стопорного штифта. На Фиг.6Е показан блокирующий элемент 146, проходящий в блокировочное отверстие 168.

Иллюстративный процесс для установки вершины зуба 104 на переходник 102 будет описан со ссылками на Фиг.7А-7Е, и со ссылкой на другие Фигуры, уже описанные здесь. Сперва со ссылкой на Фиг.7А, узел 106 стопорного штифта в полностью собранном состоянии располагается внутри соединительного отверстия 114 переходника 102. Как описано здесь, вращение узла 106 стопорного штифта предотвращается внутри соединительного отверстия 114 благодаря его некруглой форме. Узел 106 стопорного штифта занимает разблокированное положение, поскольку концевые язычки 182 расположены так, чтобы иметь минимальную вертикальную высоту или вертикальную толщину Т1.

Когда узел 106 стопорного штифта размещен на месте на переходнике 102, вершина зуба 104 вводится поверх переходника 102. Концевые язычки 182 попадают в пазы 132 (Фиг.1), выполненные внутри вершины зуба 104, до тех пор, пока вершина зуба не сядет на переходник 102 и/или узел 106 стопорного штифта не выровняется с соединительными отверстиями 128.

Когда узел 106 стопорного штифта выравнивается с соединительными отверстиями, пользователь может получить доступ к участку 212 под шестиугольный инструмент на кулачковом вале 152. При помощи подходящего инструмента, пользователь может повернуть кулачковый вал 152, и затем частью в виде вала 142. Со ссылкой на Фиг.7В и в показанном иллюстративном варианте осуществления, кулачковый вал поворачивается на 120°, и затем часть в виде вала 142 поворачивается на 240° для перевода узла стопорного штифта из разблокированного положения в заблокированное положение. Эти значения могут изменяться в зависимости от длины пазов 186, 216 или толщины вращательных стопоров. В некоторых варианты осуществлениях, пользователь может поворачивать кулачковый вал в диапазоне движения от примерно 1 до 180 градусов, и может поворачивать часть в виде вала в диапазоне движения от 90 до 300 градусов.

Как указано выше, на Фиг.5В, 5С и 5D показаны виды в поперечном сечении узла 106 стопорного штифта в разблокированном состоянии. Со ссылкой на Фиг.5А, когда пользователь поворачивает кулачковый вал 152 при помощи инструмента, кулачок 214 сначала поворачивается до 120°, таким образом, кулачок 214 отдаляется от кулачкового фланца 202 блокирующего элемента 146. В ходе этого перемещения, кулачковый вал 152 поворачивается относительно части в виде вала 140 и вращательного стопора 154 для кулачка. В этом состоянии, тем не менее, внутренняя стенка части в виде корпуса 140 препятствует выступанию блокирующего элемента 146 на более чем минимальное расстояние из отверстия 194 стопорного штифта. Однако, поскольку кулачок 214 отдаляется от кулачкового фланца 202, только внутренняя стенка части в виде корпуса 140 препятствует выступанию блокирующего элемента 146 из отверстия 194 стопорного штифта. Кулачковый вал 152 вращается до тех пор, пока блокировочный паз 216 допускает поворот элемента 154 для остановки вращения кулачка. Когда конец 218 блокировочного паза 216 упирается на элемент 154 для остановки вращения кулачка, любое относительно перемещение кулачкового вала 152 относительно части в виде вала 142 в направлении блокировки предотвращается. Соответственно, любая дополнительная вращательная нагрузка, прилагаемая пользователем для вращения кулачкового вала 152, передается элементом 154 для остановки вращения кулачка, на часть в виде вала 142. По существу, в данном варианте осуществления, когда кулачковый вал 152 достигает своего вращательного предела, торсионные силы, оказываемые на кулачковый вал 152, передаются на часть в виде вала 142, и часть в виде вала 142 начинает поворачиваться.

В данном примере, часть в виде вала 142 поворачивается на 240° от положения, показанного на Фиг.5С, к положению, показанному на Фиг.6С. По мере этого блокирующий элемент 146 скользит вдоль внутренней стенки главного отверстия 164 до тех пор, пока блокирующий элемент 146 не выровняется с блокировочным отверстием 168. После того, как блокирующий элемент 146 выравнивается с блокировочным отверстием 168, как показано на Фиг.6В, блокирующий элемент 146 выскакивает или защелкивается в блокировочное отверстие 168 под действием упругой силы смещающего элемента 148. Это может создать слышимую индикацию для пользователя о том, что узел стопорного штифта надлежащим образом сел и разместился на месте.

Фиг.7С изображает узел 106 стопорного штифта в заблокированном положении. Здесь, концевые язычки 182 части в виде вала 142 поворачиваются так, чтобы иметь вертикальную толщину Т2. Несмотря на то, что вертикальные толщины описаны как Т1 и Т2, следует отметить, что все толщины, описанные здесь, могут быть измерены относительно направления ввода вершины зуба 104 на переходник 102, или относительно высоты или положения вставных пазов 132. Когда узел 106 стопорного штифта находится в заблокированном положении, концевые язычки 182 больше не выровнены с пазами 132 (Фиг.1) в вершине зуба 104. Из-за такого отсутствия выравнивания, концевые язычки 182 опираются на внутренние поверхности соединительных отверстий 114 и препятствуют удалению вершины зуба 104 с переходника 102.

Если зуб 104 износился, пользователь может пожелать снять его с переходника 102. В данном варианте осуществления, для этого, часть в виде вала 142 необходимо повернуть так, чтобы концевые язычки 182 выровнялись с пазами 132 в зубе 104. Узел 106 стопорного штифта осуществляет это путем изначально поворота кулачкового вала 152 в первом диапазоне движения для радиального отвода блокирующего элемента 146, и затем, путем поворота части в виде вала 142.

Обращаясь к Фиг.7D, пользователь может ввести инструмент и повернуть кулачковый вал 152 при помощи инструмента. Когда кулачковый вал 152 поворачивается, кулачок 214 воздействует на кулачковый фланец 202 против силы смещающего элемента 148. Когда кулачок 214 прилагает отводящую нагрузку к кулачковому фланцу 202 блокирующего элемента 146, цилиндрический участок 200 начинает отводиться из блокировочного отверстия 168 в части в виде корпуса 140. В то же время, кулачковый вал 152 поворачивается относительно вращательного стопора 154 для кулачка. Когда блокирующий элемент 146 выходит из блокировочного отверстия 168, концы 218 блокировочного паза 216 в кулачковом вале 152 будут зацепляться вращательным стопором 154 для кулачка. Как можно видеть на Фиг.7D, это может произойти после поворота кулачкового вала 152 на 120°. Соответственно, любая дальнейшая вращательная сила, оказываемая на кулачковый вал 152, приведет к оказанию вращательной силы на часть в виде вала 142. В данном варианте осуществления, дополнительное вращение на 240° будет поворачивать часть в виде вала 142 из положения, показанного на Фиг.7D, в разблокированное положение, показанное на Фиг.7Е. В данном положении, концевые язычки 182 части в виде вала 140 выровнены так, чтобы иметь минимальную толщину, которая может пройти через пазы 132 (Фиг.1), выполненные в зубе 104.

На Фиг.8А, 8В, 9А, 9В, 9С, 10А, 10В, 10С, 11А, 11В и 11С показан другой вариант выполнения узла стопорного штифта, обозначенного позицией 406. Узел 406 стопорного штифта включает в себя многие такие же признаки, как узел 106 стопорного штифта, описанный выше. Поэтому описание узла 106 стопорного штифта может быть применено к таким элементам узла 406 стопорного штифта. Для облегчения понимания, компоненты узла 106 стопорного штифта не будут описаны повторно, поскольку вышеуказанного описания должно быть достаточно для понимания специалистом в данной области техники. Кроме того, для облегчения понимания и избегания повторов, некоторые признаки узла 406 стопорного штифта обозначены теми же ссылочными позициями, как подобные признаки узла 106 стопорного штифта. Узел 406 стопорного штифта отличается от узла 106 стопорного штифта тем, что доступ к нему обеспечивается с противоположной стороны, и тем, что он имеет другой диапазон вращения для поворота узла стопорного штифта из заблокированного в заблокированное положение и обратно.

Фиг.8А и 8В показывают узел 406 стопорного штифта в разблокированном положении и в заблокированном положении, соответственно. Узел 406 стопорного штифта включает в себя часть в виде корпуса 140, часть в виде вала 442, и кулачковый вал 452. Передний участок 162 части в виде корпуса 140, в данном иллюстративном варианте осуществления, также может быть обращен к переднему носу переходника 102 и к зубу 104. Соответственно, узел 406 стопорного штифта может быть выполнен с возможностью доступа к нему с левой стороны переходника и вершины зуба, а не с правой стороны, как в узле 106 стопорного штифта. Тем не менее, следует понимать, что узлы стопорных штифтов, описанные здесь, могут быть изготовлены с возможностью доступа с одной из или с обеих из сторон. Как описано выше, поворот части в виде вала 442 смещает концевые язычки 482 из положения, где язычки имеют минимальную вертикальную толщину, к положению, где язычки имеют намного большую вертикальную толщину для облегчения размещения вершины зуба 104 поверх концевых язычков и крепления вершины зуба 104 к переходнику 102.

На Фиг.9А, 9В и 9С показан узел 406 стопорного штифта в разблокированном состоянии. На Фиг.10А, 10В и 1C показан узел 406 стопорного штифта в заблокированном состоянии. На Фиг.9А показан блокирующий элемент 146, выполненный с возможностью вращательного взаимодействия с частью в виде вала 442 и блокировочным отверстием 168.

Со ссылкой на Фиг.9В, в настоящем варианте осуществления, узел 406 стопорного штифта включает в себя проходящий по окружности блокировочный паз 486, выполненный на наружной поверхности части в виде вала 442. Здесь, блокировочный паз 486 может проходить по арке, обеспечивающей возможность поворота примерно на 120 градусов при взаимодействии с элементом 144 для остановки вращения вала. Соответственно, для того чтобы приспособиться к ширине элемента 144 для остановки вращения вала, блокировочный паз 468 может проходить примерно на 125-145 градусов. Однако другие варианты осуществления имеют блокировочный паз 486, проходящей по большей или по меньшей арке. В некоторых варианты осуществлениях, блокировочный паз 486 может допускать вращение менее чем на 120 градусов, при этом другие варианты осуществления могут обеспечивать вращение больше чем на 120°. В некоторых вариантах осуществления, блокировочный паз 486 может быть выполнен с возможностью обеспечения вращения примерно на 90°. Другие варианты осуществления могут допускать вращение в диапазоне от 80° до 190°. Предусмотрены и прочие диапазоны. Блокировочный паз 486 может взаимодействовать с элементом 144 для остановки вращения вала, для ограничения количества вращения, которое может возникнуть относительно части в виде корпуса 140. Блокировочный паз 486 включает в себя концы 187, которые могут быть использованы как вращательные стопоры для ограничения вращения части в виде вала 442 относительно части в виде корпуса 140 и элемента 144 для остановки вращения вала.

На Фиг.9С показан кулачковый вал 452, с возможностью вращения размещенный внутри части в виде вала 442. Наружная поверхность кулачкового вала 452 включает в себя блокировочный паз 516, который по окружности проходить вокруг кулачкового вала 452. В данном варианте осуществления, блокировочный паз 516 может проходить по арке в диапазоне от 90° до 340°, или в других диапазонах, описанных выше со ссылкой на блокировочный паз 216 с Фиг.5D.

На Фиг.10А, 10В и 1C показан узел 406 стопорного штифта в заблокированном состоянии. Как можно видеть на Фиг.10А, в заблокированном состоянии, блокировочный элемент 146 был повернут так, чтобы выступать в блокировочное отверстие 168 корпуса 140. Как показано на Фиг.10В и описано здесь со ссылкой на узел 106 стопорного штифта, часть в виде вала 442 поворачивается относительно элемента 144 для остановки вращения вала, до тех пор, пока элемент 144 для остановки вращения вала, не зацепится с концами 187 блокировочного паза 486. Фиг.1C изображает кулачковый вал 452, повернутый относительно части в виде вала 442 и относительно элемента 154 для остановки вращения кулачка. Здесь, элемент 154 для остановки вращения кулачка, прошел блокировочный паз 516 от одного конца 218 до другого.

На Фиг.11А, 11В и 11С показан иллюстративный процесс установки вершины зуба 104 на переходник 102. Поскольку процесс подобен во многих отношениях процессу, описанному со ссылкой на Фиг.7А по 7Е, здесь будут описаны только отличия. На Фиг.7А-7Е показан вариант осуществления, в котором кулачковый вал 152 поворачивается на 120 градусов, и часть в виде корпуса 142 поворачивается на 240°, когда узел 106 стопорного штифта переходит из заблокированного положения в заблокированное, хотя предусмотрены и другие варианты осуществления. На Фиг.11А, 11В и 11С показано, что кулачковый вал 452 может поворачиваться на 120°, и что часть в виде вала 142 может также поворачиваться на 120°, когда узел 406 стопорного штифта переводится из заблокированного положения в разблокированное, хотя предусмотрены и другие варианты осуществления. Диапазон вращения может контролироваться и регулироваться путем контроля или регулировки длины арки блокировочных пазов в части в виде вала и в кулачковом вале. Соответственно, поскольку блокировочный паз 486 в части в виде вала 442 на Фиг.9В короче, или имеет меньший угловой диапазон, чем блокировочный паз 186 в части в виде вала 142 на Фиг.5С, узел 406 стопорного штифта перемещается в более коротком или меньшем угловом диапазоне, чем узле 106 стопорного штифта.

Узлы стопорных штифтов, описанные здесь, могут обеспечивать преимущества и достоинства, не встречающиеся в традиционных устройствах. Например, благодаря двухступенчатому процессу вращения для блокировки и разблокировки узла стопорного штифта, он может обладать большей сопротивляемостью нежелательной разблокировке, чем некоторые традиционные узлы штифтов. Например, он способен лучше выдерживать вибрации, высокие ударные и циклические нагрузки, которые могут возникнуть в ходе использования землеройных инструментов. Несмотря на то, что описание было выполнено со ссылкой на вершину зуба и переходник, должно быть понятно, что узел стопорного штифта может найти применение и в других областях. Например, и без ограничения, узел стопорного штифта может быть использован для присоединения переходника к ковшу или иным конструкциям в отрасли землеройных инструментов.

Специалисту в данной области техники должно быть понятно, что варианты осуществления, охваченные настоящим описанием, не ограничиваются отдельными иллюстративными вариантами осуществлениями, описанными выше. В этой связи, несмотря на то что были показаны и описаны иллюстративные варианты осуществления, в вышеприведенном описании предусмотрен широкий диапазон модификаций, изменений, комбинаций и замен. Должно быть ясно, что такие изменения могут быть выполнены в вышеприведенном описании, не нарушая сущности настоящего изобретения. Соответственно, прилагаемую формулу изобретения надлежит рассматривать в широком смысле и в соответствии с настоящим описанием.

Claims (39)

1. Узел стопорного штифта для крепления грунтозацепного элемента, имеющего по меньшей мере одно боковое отверстие, к опорной конструкции, выравниваемой с упомянутым по меньшей мере одним боковым отверстием, при этом узел стопорного штифта содержит:

часть в виде корпуса, имеющую некруглый профиль и выполненную с возможностью без вращения выборочно проходить в опорную конструкцию;

часть в виде вала, расположенную внутри части в виде корпуса и вращаемую между заблокированным положением и разблокированным положением, причем часть в виде вала имеет отверстие, выполненное в ней;

кулачковый вал, с возможностью вращения размещенный внутри отверстия части в виде вала, причем кулачковый вал выполнен с возможностью взаимодействия с частью в виде вала для свободного вращения внутри части в виде вала в первом диапазоне движения и оказания вращательной силы на часть в виде вала во втором диапазоне движения; и

радиально проходящий блокирующий элемент, установленный на одной из части в виде вала и части в виде корпуса и выполненный с возможностью выборочного механического зацепления с другой из части в виде вала и части в виде корпуса для выборочного предотвращения вращения части в виде вала относительно части в виде корпуса.

2. Узел стопорного штифта по п.1, в котором блокирующий элемент содержит блокирующий участок и участок, взаимодействующий с кулачком, причем участок, взаимодействующий с кулачком, выполнен с возможностью выборочного зацепления с кулачковым валом.

3. Узел стопорного штифта по п.1, содержащий смещающий элемент, установленный на части в виде вала, причем смещающий элемент смещает блокирующий элемент к положению, в котором он механически зацепляется с частью в виде корпуса.

4. Узел стопорного штифта по п.3, в котором кулачковый вал выполнен с возможностью вращения вокруг оси, параллельной оси части в виде вала, причем кулачковый вал взаимодействует с блокирующим элементом против силы, оказываемой смещающим элементом, для радиального смещения блокирующего элемента.

5. Узел стопорного штифта по п.1, в котором часть в виде вала содержит паз, выполненный в нем, и в котором часть в виде корпуса поддерживает элемент для остановки вращения, причем элемент для остановки вращения механически зацепляется с участком паза для ограничения диапазона вращения части в виде вала относительно части в виде корпуса.

6. Узел стопорного штифта по п.5, в котором часть в виде корпуса содержит внутреннюю поверхность с радиально проходящим в нем отверстием и блокирующий элемент выполнен с возможностью автоматически входить в радиально проходящее отверстие, когда блокирующий элемент выровнен с радиально проходящим отверстием.

7. Узел стопорного штифта по п.1, в котором кулачковый вал содержит паз, выполненный в нем, и в котором часть в виде вала поддерживает элемент для остановки вращения, причем элемент для остановки вращения механически зацепляется с участком паза для ограничения диапазона вращения кулачкового вала относительно части в виде вала.

8. Узел стопорного штифта по п.7, в котором кулачковый вал передает приложенный крутящий момент на часть в виде вала только после достижения кулачковым валом предела вращения.

9. Узел стопорного штифта по п.7, в котором паз кулачкового вала является частично окружным пазом, имеющим концевые участки, при этом элемент для остановки вращения зафиксирован на месте относительно части в виде вала и выполнен с возможностью выборочного зацепления с упомянутыми концевыми участками для предотвращения вращения кулачкового вала относительно части в виде вала, когда диапазон вращения превышен.

10. Узел стопорного штифта для крепления грунтозацепного элемента, имеющего по меньшей мере одно боковое отверстие, к опорной конструкции, имеющей проход, выравниваемый с упомянутым по меньшей мере одним боковым отверстием, при этом узел стопорного штифта содержит:

часть в виде корпуса, имеющую размер и форму для введения внутрь прохода опорной конструкции, причем часть в виде корпуса имеет первое отверстие, выполненное в нем;

часть в виде вала, размещенную в первом отверстии части в виде корпуса и выполненную с возможностью поворота между заблокированным положением и разблокированным положением, причем часть в виде вала выполнена с возможностью вращения внутри части в виде корпуса в первом ограниченном диапазоне движения и имеет первый предел вращения относительно части в виде корпуса; и

радиально проходящий блокирующий элемент, установленный на одной из части в виде вала и части в виде корпуса и выполненный с возможностью выступать в другую из части в виде вала и части в виде корпуса для предотвращения вращения как в первом направлении, так и в противоположном втором направлении.

11. Узел стопорного штифта по п.10, в котором часть в виде вала содержит второе отверстие, выполненное в нем, и при этом узел стопорного штифта содержит кулачковый вал, с возможностью вращения размещенный во втором отверстии части в виде вала, причем кулачковый вал выполнен с возможностью вращения в пределах второго ограниченного диапазона движения и имеет второй предел вращения относительно части в виде вала, при этом кулачковый вал выполнен с возможностью вращения части в виде вала, когда кулачковый вал достигает второго предела вращения.

12. Узел стопорного штифта по п.11, в котором блокирующий элемент содержит блокирующий участок и участок, взаимодействующий с кулачком, причем участок, взаимодействующий с кулачком, выполнен с возможностью выборочного зацепления с кулачковым валом.

13. Узел стопорного штифта по п.11, содержащий смещающий элемент, установленный на части в виде вала, причем смещающий элемент смещает блокирующий элемент к положению, в котором он механически зацепляется с частью в виде корпуса.

14. Узел стопорного штифта по п.13, в котором кулачковый вал выполнен с возможностью вращения вокруг оси, параллельной оси части в виде вала, причем кулачковый вал взаимодействует с блокирующим элементом против силы, прилагаемой смещающим элементом для радиального смещения блокирующего элемента.

15. Узел стопорного штифта по п.11, в котором часть в виде вала содержит паз, выполненный в нем, и в котором часть в виде корпуса поддерживает элемент для остановки вращения, причем элемент для остановки вращения механически зацепляется с участком паза для ограничения диапазона вращения части в виде вала относительно части в виде корпуса.

16. Узел стопорного штифта по п.11, в котором кулачковый вал содержит паз, выполненный в нем, и в котором часть в виде вала поддерживает элемент для остановки вращения, причем элемент для остановки вращения механически зацепляется с участком паза для ограничения диапазона вращения кулачкового вала относительно части в виде вала.

17. Способ блокировки изнашиваемого элемента на переходнике, установленном на землеройном оборудовании, или разблокировки изнашиваемого элемента с него с помощью узла стопорного штифта, при этом способ включает:

ввод узла стопорного штифта в изнашиваемый элемент или переходник; и

вращение части в виде вала относительно части в виде корпуса в первом направлении и в первом диапазоне движения, пока блокирующий элемент, выполненный на одной из части в виде вала и части в виде корпуса, радиально не сместится в блокировочное отверстие в другую из части в виде вала и части в виде корпуса и не предотвратит дальнейшее вращение части в виде вала относительно части в виде корпуса в первом направлении и в противоположном втором направлении, так что узел стопорного штифта предотвращает снятие изнашиваемого элемента с переходника.

18. Способ по п.17, включающий

перед вращением части в виде вала, вращение кулачкового вала относительно части в виде вала в первом направлении и во втором диапазоне движения до тех пор, пока кулачковый вал не зацепится со стопорным элементом на части в виде вала.

19. Способ по п.18, включающий:

вращение кулачкового вала относительно части в виде вала во втором направлении до тех пор, пока кулачковый вал не переместит блокирующий элемент так, чтобы блокирующий элемент больше не препятствовал вращению части в виде вала относительно части в виде корпуса во втором направлении; и

вращение части в виде вала относительно части в виде корпуса во втором направлении путем продолжения вращения кулачкового вала до тех пор, пока часть в виде вала не займет такое положение, чтобы обеспечить возможность снятия изнашиваемого элемента с переходника.

20. Способ по п.19, при котором вращение кулачкового вала относительно части в виде вала во втором направлении до тех пор, пока кулачковый вал не сместит блокирующий элемент, включает

сжатие смещающего элемента, который смещает блокирующий элемент к заблокированному положению.

21. Узел стопорного штифта для крепления грунтозацепного элемента, имеющего по меньшей мере одно боковое отверстие, к опорной конструкции, выравниваемой с упомянутым по меньшей мере одним боковым отверстием, при этом узел стопорного штифта содержит:

первую часть в виде вала, выполненную с возможностью вращения между первым положением и вторым положением, причем первая часть в виде вала имеет отверстие, выполненное в нем;

вторую часть в виде вала, расположенную с возможностью вращения внутри отверстия первой части в виде вала и выполненную с возможностью вращения относительно первой части в виде вала, причем вторая часть в виде вала предназначена для взаимодействия с первой частью в виде вала так, чтобы вращаться внутри первой части в виде вала в первом диапазоне движения и чтобы оказывать вращательную силу на первую часть в виде вала во втором диапазоне движения; и

радиально проходящий блокирующий элемент, установленный на одной из первой части в виде вала и второй части в виде вала и выполненный с возможностью выборочного радиального выступания и отведения для выборочного предотвращения вращения одной из первой части в виде вала и второй части в виде вала относительно грунтозацепного элемента.

22. Узел стопорного штифта по п.21, в котором блокирующий элемент содержит блокирующий участок и участок, взаимодействующий с кулачком, и при этом узел стопорного штифта содержит кулачок, а участок, взаимодействующий с кулачком, выполнен с возможностью выборочного зацепления с кулачком для отведения блокирующего элемента.

23. Узел стопорного штифта по п.21, содержащий смещающий элемент, установленный на одной из первой части в виде вала и второй части в виде вала, причем смещающий элемент смещает блокирующий элемент к положению, которое механически препятствует вращению одной из первой части в виде вала и второй части в виде вала относительно грунтозацепного элемента.

Images